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ISSN 1853-6700
Temas de Biología
y Geología del Noa
Revista de Divulgación Científica del Instituto de Bio y Geociencias
Reportajes
posgrados en
Argentina:
Mercedes Lizarralde de
Grosso
Artículos
Volumen 3, Número 1, Abril de 2013
La edad de los sapos
y ranas
Insectos extremófilos
¿Qué es el campo de
Higgs?
1
ISSN 1853-6700
Año III, Volumen 3, Número 1, Abril de 2013
Temas de Biología
y Geología del Noa
Revista Cuatrimestral de Divulgación Científica del Instituto de Bio y Geociencias
Comité Editorial
Editora Responsable
Marissa Fabrezi. Ibigeo. CONICET y Museo de Ciencias
Naturales (UNSa).
Editores Asociados
Fernando Hongn. Ibigeo. CONICET - UNSa
Alicia Kirschbaum. Ibigeo. CONICET - UNSa
Fernando Lobo Gaviola. Ibigeo. CONICET - UNSa
Comité Científico
Sebastián Arroyo. Comisión Nacional de Energía Atómica
Sebastián Barrionuevo. CONICET - Museo Argentino de Ciencias
Naturales
Affonso Brod. Instituto de Estudos Sócio-Ambientais, Universidade
Federal de Goiás. Goias, Brasil
Darío Cardozo. CONICET - Universidad Nacional de Misiones
Hugo Carrizo. Fundación Miguel Lillo
Mónica Díaz. CONICET - Universidad Nacional de Tucumán
Marcelo Fagiano. Universidad Nacional de Río Cuarto
Hugo Fernández. CONICET-Fundación Miguel Lillo y Universidad
Nacional de Tucumán
Luis Fernández. CONICET - Fundación Miguel Lillo
David Flores. CONICET - Museo Argentino de Ciencias Naturales
Laura Giambiagi. IANIGLA (CCT - Mendoza) - CONICET
Fernando J. Gomez. CICTERRA - CONICET, Universidad Nacional
de Córdoba
Silvina Guzmán. Ibigeo. CONICET -UNSa
Silvia Japas. CONICET - Universidad de Buenos Aires
Héctor Lacreu. Universidad Nacional de San Luis
Esteban Lavilla. CONICET - Fundación Miguel Lillo
Hugo López. Universidad Nacional de La Plata
Osvaldo Marini. Secretaría de Minería, Provincia de Tucumán.
Carolina Montero López. Ibigeo. CONICET
Pablo Perovic. Aministración de Parques Nacionales
Llorenç Planagumà Guàrdia. Parque de la Garrotxa, Olot, Catalunia
Diego Saravia. Universidad Nacional de Salta
Gustavo Scrocchi. CONICET - Fundación Miguel Lillo.
Ana Laura Sureda. Administración de Parques Nacionales
Marcos Vaira. Ibigeo (grupo Vinculado) - CONICET. UNJu
Florencia Vera Candioti. CONICET - Fundación Miguel Lillo
Sonia Ziert-Kretzchmar. Fundación Miguel Lillo
Realización
Diseño y Diagramación. Eugenia Dantur.
Textos. Comité Editorial.
IBIGEO
Instituto de Bio y Geociencias del NOA
www.unsa.edu.ar/ibigeo
Fue creado como instituto de la Universidad Nacional de
Salta a comienzos de 2005 con sede administrativa en el
Museo Ciencias Naturales. A partir del 30 de octubre de
2009 funciona como Unidad Ejecutora de doble pertenencia
CONICET-UNSa.
El Ibigeo tiene entre sus objetivos principales: 1) planificar y ejecutar investigaciones en diversos temas relacionados con los recursos naturales de la región; 2) promover
la difusión de los resultados de las investigaciones en el
ámbito científico; 3) participar en la formación de recursos
humanos universitarios de grado y postgrado; 4) colaborar
en la organización de conferencias, reuniones y cursos; 5)
asesorar en ámbitos públicos y/o privados para la planificación y/o resolución de problemas; y 6) estimular el interés
del público por las ciencias y difundir el conocimiento generado por el estudio de temas específicos de la región.
Foto de tapa
Nyctibius griseus, también conocido como Kakuy o Urutau,
su canto nocturno hace estremecer a los lugareños. Ejemplar observado en Misiones.
Foto: Gabriela Giselle Mangini.
Editorial de la Universidad Nacional
de Salta - EUNSa
U n i v er s idad
Nacional de Salta
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Vol. 3, Núm. 1, Abril 2013
Temas de Biología y Geología del Noa
Contenidos
2 I Editorial
Reportajes
3I
Mercedes Lizarralde de Grosso y la evolución de los posgrados en Argentina
Artículos
9I
Estimación de edad en sapos y ranas. Silvia Inés Quinzio
14 I
¿Viviendo al límite? Organismos extremófilos en aguas ácidas de la Mina Pan de Azúcar, Jujuy.
Jesica Murray y Javier Goldberg
20 I
¿Qué es el campo de Higgs? Héctor Vucetich
20 I Correo de lectores
20 I Novedades
21 I Guia para autores y proceso editorial
Temas BGNoa
1
Temas de Biología y Geología del Noa
Editorial
Un buen síntoma del año que ya está a plena marcha es el hecho de poder continuar con esta publicación que consolida y
fortalece el trabajo en equipo de nuestro instituto y a la vez nos permite alcanzar el objetivo de hacer que los resultados de las
investigaciones tengan llegada a una sociedad que es amplia y diversa. En sintonía, para este año estamos organizando las
actividades para la XI Semana Nacional de Ciencia y de la Técnica que organiza el MINCyT hacia el público de localidades del
Valle de Lerma, con una propuesta que significará dar charlas y talleres en establecimientos educativos fuera de la ciudad de
Salta. De esta manera, sobre todo el público más joven e inquieto tendrá la oportunidad de aprender e interpelar cuestiones que
tienen que ver con su lugar.
Como lo venimos sosteniendo desde el primer número de la revista en 2011, la divulgación de las ciencias es una deuda de
las instituciones públicas, como nuestro Instituto de investigación, con la sociedad y que es necesario honrar. Es posible que
todavía no estemos a la altura de las circunstancias ya que nos han formado para comunicar nuestras ideas en un lenguaje que
no es accesible para cualquiera y de una manera estructurada; sin embargo con diferentes estilos, los artículos que estamos
publicando resultan de una compleja tarea que implica definir un tema que pueda ser interesante y diseñar una estrategia que
lo haga atractivo. En este número, Jesica Murray y Javier Goldberg plantearon una asociación entre la famosa y vieja serie
televisiva “Viaje a las Estrellas” y sus posteriores versiones para cine y unos “bichitos” que viven en situaciones que se podrían
plantear como marcianas o extraterrestres. Silvia Quinzio trató de responder a una pregunta que es muy frecuente, sobre todo en
los chicos en edad escolar, sobre cuánto viven los distintos animales y nos cuenta cómo hacen los biólogos para saber la edad
de los sapos y ranas. En otro artículo, Héctor Vucetich nos explica un tema de Física que fue tapa de los diarios el año pasado y
del que hablaron muchos aunque no siempre con un lenguaje y un nivel apropiado. En ese artículo, aprendemos sobre la Ciencia
en su estado más fino y sobre un tema que lleva toda una historia de preguntas e investigaciones.
Temas BGNoa agradece por acceder al reportaje a la Dra. Mercedes Lizarralde de Grosso. Ella responde a nuestras preguntas con cuestiones de la historia, del presente y del futuro de los posgrados de una manera ágil, amena y muy detallada. El
reportaje es muy oportuno ya que recientemente el Ministerio de Educación lanzó el Programa de Becas para la Finalización de
Tesis de Posgrados para los Docentes de Universidades Nacionales (PROFITE) propuesto por CONADU en la última paritaria
nacional.
Así, tenemos la satisfacción de acercarles este primer número de 2013. Para este volumen, el tema de las tapas será dedicado a las aves nocturnas, con fotografías tomadas por una de las ornitólogas del IBIGEO.
Comité Editorial de Temas de
Biología y Geología del NOA
Marissa Fabrezi
Fernando Hongn
Alicia Kirschbaum
Fernando Lobo
Salta, 30 de mayo de 2013
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Vol. 3, Núm. 1, Abril 2013
Reportajes
Reportajes
Postgrados en Argentina:
responde Mercedes Lizarralde de Grosso
Entre los estudios superiores, las carreras de
posgrado han logrado ocupar un espacio muy
importante en las actividades y proyectos de
la vida académica de nuestras universidades
en los últimos veinte años. Es así que el dictado de un curso de posgrado, la defensa de un
doctorado o la designación de los integrantes
de una comisión de seguimiento de maestría
se incorporaron a una dinámica que a veces es
cuestionada desde los mismos estamentos de
la comunidad universitaria. Sin embargo, la
velocidad en la generación del conocimiento
y la necesidad de consolidar y fortalecer las
formaciones profesionales imponen la continuidad de los estudios universitarios más allá
de la formación de grado y es por esto que las
carreras de postgrado se organizan, se profundizan, se autoevalúan y se evalúan para que
nuestros profesionales estén a la altura de los
desafíos científicos y/o tecnológicos que el
siglo XXI presenta. La doctora Mercedes Lizarralde de Grosso ha desarrollado una vasta
carrera académica, especialmente en todo lo
relacionado a posgrados y describe en este reportaje cómo han evolucionado los posgrados
en nuestro país.
Temas BGNoa ¿Desde tu experiencia ¿Cómo sería
la historia del posgrado en Argentina?
MLG: Desde que se creó la primera universidad en el
país, en Córdoba en el siglo XVII, los doctorados en
Argentina tuvieron una evolución errática. Recién a mediados del siglo XX los doctorados fueron verdaderas
carreras de posgrado, porque en muchos casos, hasta
principios del siglo XX los “doctores”, eran egresados
Mercedes Lizarralde de Grosso
Es Licenciada en Zoología y Doctora en Ciencias Naturales orientación Zoología de la Universidad Nacional de
La Plata.
Es Profesora de la Universidad Nacional de Tucumán e
Investigadora del CONICET. Además, dirige el Instituto
Superior de Entomología (INSUE-Facultad de Ciencias
Naturales e Instituto Miguel Lillo, Universidad Nacional
de Tucumán) y el Doctorado en Ciencias Biológicas “A”
de la Universidad Nacional de Tucumán. Es vocal de
la Consejo Directivo del Consorcio de Doctorados en
Ciencias de la Vida y representante por la Universidad
Nacional de Tucumán en la RED Iberoamericana de Biotecnología (Programa Pablo Neruda de Posgrados de la
Organización de Estados Iberoamericanos). Es también
miembro del Consejo Asesor del Sistema Nacional de
Datos Biológicos del MINCYT y Focal Point (Argentina)
para la Global Taxonomy Initiative Programme of Secretariat of Convention of Biodiversity (CBD).
Ha desarrollado una carrera docente universitaria completa e ininterrumpida en la Universidad Nacional de
Tucumán y paralelamente la de investigación en el CONICET, complementando el dictado de cursos de grado,
posgrado, la preparación de artículos científicos y presentaciones a congresos con tareas de gestión como
secretaria Académica, integrante del Consejo Directivo,
directora del posgrado de la Facultad de Ciencias Naturales, o secretaria de Posgrado de la Universidad Nacional de Tucumán, directora del Doctorado en Ciencias
Biológicas de la Universidad Nacional de Tucumán. En
más de una oportunidad ha liderado los procesos de
acreditación de los posgrados de Biología que presentó
la Universidad Nacional de Tucumán.
Temas BGNoa
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R
Año
Doctorados
Maestrías
Especializaciones
1982
205
1
97
1996
227
393
393
2013
356
726
1267
Datos históricos sobre el número de postgrados oficiales. En la actualidad y desde hace
aproximadamente una década el salto lo dieron sobre todo, las Ciencias Sociales.
de carreras de grado donde se les exigía una “Tesis”, similar a las tesinas actuales, pero los títulos oficiales eran de Doctor.
Esto estimuló a abogados y médicos a seguir llamándose doctores aunque nunca hayan hecho una carrera de posgrado.
Las carreras de posgrado, sobre todo las de doctorado están íntimamente ligadas a la investigación y por eso a partir de la década
del cincuenta del siglo XX, se incrementaron estas carreras junto con las importantes iniciativas de creación del INTA (1956), CONEA
(1950), INTI (1957) y sobre todo del CONICET (1958) con la creación de la carrera de investigador, becas para realizar tesis doctorales y proyectos subsidiados de Investigación y Desarrollo. Todo esto fue acompañado por un incremento desordenado de carreras y
alumnos de posgrado. Hasta esa década la UBA era la principal proveedora de títulos de doctorado, seguida por La Plata y Córdoba.
A partir de 1950 comienzan a tener un papel notorio algunas otras Universidades como la de Tucumán y Litoral. Llegamos a 1984 y la
recuperación de la democracia, con importante número de Universidades estatales y privadas y un número considerable de estudiantes de posgrado. Se creó en ese momento el Sistema Nacional de Cuarto Nivel (SICUN), que alcanzó a proyectar un relevamiento y
una estructura que se encargaría de evaluar y categorizar las ofertas de posgrado. Pero el sistema no llegó a instrumentarse. Junto
con esta iniciativa las Universidades comenzaron a reglamentar en forma individual sus actividades de posgrado, algunas crearon
Secretarías de Posgrado, otras Consejos de Posgrado, etc.
En 1995 se creó la Comisión de Acreditación de Posgrado (CAP) que llevó adelante la primera evaluación voluntaria de posgrados. En
1995 se promulgó la Ley de Educación Superior que establece que “…Las carreras de posgrado —sean de Especialización, Maestría
o Doctorado deberán ser acreditadas por la Comisión Nacional de Evaluación y Acreditación Universitaria, o por entidades privadas
que se constituyan con ese fin y que estén debidamente reconocidas por el Ministerio de Educación…”. Casi en forma simultánea se
creó el FOMEC, Fondo para el Mejoramiento de la Calidad Universitaria, que otorgaba subsidios a los que podían acceder posgrados
que se acreditaran.
En 1997 el Ministerio de Educación dictó la resolución 1168, algo así como la biblia para los que trabajábamos en posgrado en ese
momento, que indicaba pautas y criterios para la acreditación de posgrados y que fue la guía para la redacción de todos los reglamentos de posgrado de las Universidades Argentinas. Estuvo vigente hasta el año 2011 en que redactó otra resolución, la 160 con
modificaciones y actualizaciones de la anterior.
Temas BGNoa ¿Cómo se evalúa la calidad de un postgrado?
MLG: La calidad de los posgrados, se debe sobre todo al equilibrio entre muchas cosas, las tradiciones y la antigüedad (si se toman
estos términos con referencia a indicadores de experiencia adquirida y prestigio científico ganado con justicia!) no son temas menores, pues estas cualidades hacen que se tenga más solvencia, se cuente con mayor número de profesores ya doctorados, exista un
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sistema ya estabilizado que los soporte, infraestructura, etc. No hay que olvidar que sobre todo en el caso de los doctorados,
las carreras se basan fundamentalmente en la investigación y eso no se improvisa. Paralelamente y como condiciones
importantísimas están la solvencia de los directores, las condiciones de equipamiento e infraestructura de las instalaciones
(tema muy importante para algunos tipos de investigación experimental) y la calidad de los jurados que evaluarán la tesis.
La mayoría de los doctorados categorizados como de excelencia sobre todo en ciencias llamadas duras están asociados
a institutos de prestigio en investigación, ellos son además los que consiguen subsidios nacionales e internacionales para
solventar las investigaciones donde se insertan los doctorandos, porque en la actualidad el presupuesto de investigación
de las universidades es casi virtual, apenas alcanza para pagar sueldos.
Temas BGNoa ¿Cómo ha influido la CONEAU y las acreditaciones en el fortalecimiento del postgrado en Argentina?
MLG: La preocupación por la calidad del sistema universitario se hizo visible a nivel mundial en los ‘80. En la Argentina,
durante los últimos años del siglo XX la explosión desarticulada de ofertas de posgrados y hasta muchas ofertas de posgrados on-line desde países del hemisferio norte no siempre de calidad, obligaron a desarrollar un sistema de evaluación
institucional no sólo en las universidades sino también otras instituciones extrauniversitarias dedicadas a la investigación.
La Comisión Nacional de Evaluación y Acreditación Universitaria (CONEAU) es un organismo descentralizado creado en
1996 que actúa en jurisdicción del Ministerio de Educación de la Nación. Tiene mandato legal para, entre otras actividades,
“...acreditar las carreras de posgrado que otorguen título de Maestría, Especialización o Doctorado”. En principio la ley y
la Coneau tuvieron mucha resistencia, aún hoy es vista por algunos como una reforma de corte neoliberal que, podía abrir
las puertas a un proceso de arancelamiento, tengo entendido que la UBA todavía no acredita las carreras de grado.
Por otro lado en algunas otras Universidades, la política es que las carreras de posgrado que no se acreditan, se les quita
apoyo e infraestructura y por consiguiente tienden a desaparecer.
Mi visión particular es que mas allá de la agencia ejecutora, es muy valioso que las instituciones sean evaluadas y creo que
no sólo es importante la evaluación externa sino que el proceso interno, de autoevaluación participativa previo, muchas
veces conflictivo y hasta doloroso, es muy provechoso para el sistema. Como somos hijos del rigor, si no nos imponen las
cosas desde afuera raramente las hacemos por iniciativa propia.
Temas BGNoa ¿Hubo cambios en el proceso de acreditación?
MLG: La primera convocatoria de acreditación fue masiva y se realizó entre 1998 y 2000. Fue bastante caótica, se mandaban a Buenos Aires kilos de papeles anillados por cada carrera de cada universidad y hasta hubo que hacer un estudio de
resistencia de materiales en el edificio que albergó toda esa documentación. En la actualidad se envía la mayor parte de
la documentación en forma electrónica y las convocatorias son por orientaciones.
Ahora ya estamos entrando por suerte en otra etapa que es la de consolidación y articulación, por lo menos en algunos
casos, como los doctorados específicamente en Ciencias Biológicas. Se ha formado en nuestro país el año pasado un
consorcio de Doctorados en Ciencias de la Vida que fue creado como una asociación cuyo objetivo es el de fortalecer los
Programas participantes mediante el establecimiento de políticas y acciones comunes tendientes a mejorar la calidad de
los mismos tanto en aspectos concernientes a la oferta académica educativa como así también en aspectos de funcionamiento.
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Otra experiencia enriquecedora es el Programa Pablo Neruda para movilidad académica de posgrados de Países Iberolatinoamericanos. Estas experiencias de relaciones entre doctorados de excelencia de los países iberoamericanos son
valiosísimas, en cuanto a conocimiento e intercambio de experiencias en investigación, evaluación, etc. Además, la sinergia que producen estas asociaciones, en las que se intercambian alumnos y profesores ayudando a mejorar todos los
aspectos posibles de estas carreras que la componen; otra función es ayudar a mejorar a carreras en formación o con
poca calificación.
Temas BGNoa ¿El doctorado es el postgrado por excelencia? ¿Tiene sentido una maestría?
MLG: Históricamente los doctorados fueron los posgrados por excelencia en Argentina, pero en las últimas décadas esto
ha ido cambiando, los posgrados ya no son sólo orientados a la investigación científica. En la actualidad los posgrados
pueden ser orientados a la investigación (doctorados y algunas maestrías) o con orientación profesional (otras maestrías
y especializaciones). De hecho en la resolución Ministerial que rige u orienta actualmente las actividades de posgrado se
habla de maestrías profesionales y maestrías de investigación. Estas carreras no son excluyentes ni unas más valiosas
que las otras, la elección depende de los objetivos de la carrera. Hay maestrías en Ciencias Biológicas, pero son sobre
ramas específicas de la ciencia, nosotros en Tucumán tenemos desde el año 2002 una muy buena experiencia que ya
termina su cuarta versión, es una Maestría en Entomología categorizada como “A” en la que hay una definida orientación
en investigación, pero en muchos casos, la tesis tiene un sesgo aplicado pues tenemos muchos alumnos de dependencias del INTA, instituciones de salud, estaciones agropecuarias provinciales y fundaciones privadas; estos maestrandos
desarrollan temas aplicados con un fuerte rigor científico. En cuanto al Doctorado en Ciencias Biológicas de la UNT, es
un doctorado muy particular porque en él participan 5 facultades y tres institutos del CONICET de Tucumán, esto le da
solidez, cantidad de directores y posibilidades de líneas de trabajo muy importantes, tenemos ahora algo más de 200
inscriptos haciendo sus tesis y en el año 2011 egresaron 35 alumnos.
Temas BGNoa ¿Hacia dónde se encaminan los postgrados en Ciencias Biológicas?
MLG: Sin dejar de aceptar que siempre hubo sesgos, no siempre con fundamento de políticas científicas serias, la ciencia
internacional avanza hacia ciertas orientaciones que en el caso de la Biología se basan en dos necesidades fundamentales ya marcadas en la Convención de la Biodiversidad: el mejoramiento de la calidad alimentaria de la humanidad y el
cuidado del medio ambiente y su diversidad biológica. Estas dos premisas no siempre son compatibles si no se genera
conciencia de sustentabilidad. El manejo sustentable-responsable del ambiente es, a estas alturas de la historia de la
humanidad, imprescindible. Estimo que es muy necesaria una formación ecológica sobre todo en las carreras de donde
egresan los responsables primarios de desarrollar tecnologías de mejoramiento de la producción animal y vegetal.
Se nota cada vez más una tendencia a la interdisciplinariedad, que considero excelente, ya el investigador aislado en su
laboratorio no existe. En biología cada vez se trabaja más con la estadística, nuevos métodos computaciones en taxonomía y biogeografía, epidemiologia en modelos predictivos, con SIG, etc. El desarrollo de la informática y de instrumentales de alta tecnología, posibilitó trabajar con un mayor número de datos y de mejor calidad. Temas fundamentales como
la sistemática y la biogeografía utilizando técnicas computacionales de punta conviven con otras ramas más aplicadas de
la ciencia y con otras nuevas como la Biotecnología de desarrollo exponencial en la actualidad: Nanotecnología, Bioingeniería, Biofísica, etc.
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Este cambio se relaciona también con las políticas de apoyo científico que se dictan desde el Ministerio de Ciencia y
Técnica. Digo esto porque las becas para hacer doctorados del Ministerio directamente y/o a través del CONICET son
decisivas en la inscripción de las carreras de posgrado en las Universidades con doctorados de nivel de excelencia. Por
ejemplo en Tucumán más del 70% de los inscriptos en el doctorado en Ciencias Biológicas, tiene becas del Conicet y/o
FONCYT. El Conicet aumentó en los últimos diez años en 10 veces su presupuesto y esto influyó enormemente en su
política de becas y entrada a carrera del investigador.
Temas BGNoa ¿Cómo te imaginas los doctorados en Ciencias Biológicas en los próximos 10 años?
MLG: En los próximos diez años veo un desarrollo importante de estos posgrados, pero debemos organizarnos más,
seguir aumentando la comunicación académica y la interdisciplinariedad, tal vez crear con el apoyo de esas redes que
mencioné, una serie de cursos básicos e imprescindibles, para aprender a manejar las técnicas de producción con una
mayor conciencia de sustentabilidad.
Se debe tender además a la formación continua, ofreciendo cursos de actualización. En la actualidad y desde ya hace
varios años, se ofertan en el país y en el exterior posdoctorados que refuerzan la especialidad y experiencia profesional
de los nuevos doctores.
Posgrados acreditados de la República Argentina
Instituciones universitarias que integran la Región Noroeste - CPRES NOA: (fuente CONEAU)
paginas 2011-226 del catálogo. Sólo de Ciencias Básicas se dictan se dictan 27 Doctorados, 49
Maestrías y 68 especializaciones.
Universidad Nacional de Catamarca
Universidad Católica de Salta
Universidad Nacional de Jujuy
Universidad Católica de Santiago del Estero
Universidad Nacional de Salta
Universidad del Norte Santo Tomás de Aquino
Universidad Nacional de Santiago de Estero
Universidad de San Pablo Tucumán
Universidad Nacional de Tucumán
Temas BGNoa
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Postgrados a nivel maestría y doctorado en áreas de las Ciencias
Básicas en las universidades nacionales de Salta y Tucumán.
Universidad Nacional de Salta
Universidad Nacional de Tucumán
Doctorado en Geología
Doctorado en Ciencias Geológicas
Universidad Nacional de Tucumán
Universidad Nacional de Salta
Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo
Facultad de Ciencias Naturales 574/12, 6 años A
612/00, 3 años A
Doctorado Ciencias Biológicas
Universidad Nacional de Salta
Facultad de Ciencias Naturales 726/06, 3 años C
Doctorado en Ciencias Biológicas
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Agronomía y Zootecnia, Facultad de Bioquímica, Química, y Farmacia, Facultad de Ciencia Exactas
y Tecnología, Facultad de Ciencias Naturales e Instituto
Miguel Lillo y Facultad de Medicina 615/07, 6 años A
Maestría en Entomología
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo
143/05, 3 años A
Doctorado en Ciencias – Área Química Aplicada
Universidad Nacional de Salta
Facultad de Ciencias Exactas 218/08, 6 años B
Doctorado en Bioquímica
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia 489/12, 6
años A
Doctorado en Ciencias Químicas
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia 115/03, 3
años A
Maestría en Ciencias Químicas Universidad Nacional de
Tucumán Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia
114/03, 3 años B
Doctorado en Ciencias – ÁreaEnergías Renovables
Universidad Nacional de Salta
Facultad de Ciencias Exactas 1043/10, 6 años B
Maestría en Matemática
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Ciencias Exactas yTecnología 725/06, 3 años Bn
Maestría en Estadística Aplicada
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Ciencias Económicas 445/10, 6 años C
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Vol. 3, Núm. 1, Abril 2013
Artículos
Artículos
Estimación de edad en sapos y ranas
Silvia Inés Quinzio*
* IBIGEO-CONICET, Museo de Ciencias Naturales -UNSa
Los Anfibios Anuros, comúnmente conocidos como sapos, ranas y escuerzos, representan un grupo de vertebrados terrestres muy exitosos en cuanto a su diversificación a escala mundial con más de 6000 especies distribuidas en todos los
continentes con excepción de la Antártida. Entre las características distintivas de estos animales podemos mencionar su
ciclo de vida ya que la mayoría de las especies presentan un ciclo de vida bifásico con una fase larval acuática y una fase
adulta, en general terrestre. Son además, animales ectotermos, esto quiere decir que su temperatura corporal depende de
las fuentes de calor externas, este sistema de regulación de la temperatura corporal funciona además como un sistema de
regulación del ritmo metabólico. La aclimatización es el mecanismo a través del cual los organismos ectotermos modifican
la velocidad de los procesos fisiológicos (metabolismo) como respuesta a cambios en la temperatura ambiente. Dado que
el desarrollo de estos procesos requiere el consumo de oxígeno, los organismos lo regulan variando a su vez la velocidad del proceso respiratorio (Fanjul y Hiriart, 2008). Las características mencionadas hacen prácticamente incompatible
el desarrollo de estos organismos en climas extremos mientras que en climas templados y cálidos son extremadamente
abundantes y diversos.
En climas templados y cálidos con marcada estacionalidad con inviernos y veranos que en general se relacionan con
las estaciones secas y lluviosas respectivamente, el ciclo de vida de los anuros está principalmente supeditado a las lluvias
estivales. El verano representa para estos organismos la estación en la cual ocurren principalmente los eventos reproductivos ya que en ésta confluyen temperaturas y lluvias óptimas, condiciones que permiten la formación de charcos de cría y
la proliferación de otros organismos que componen su dieta (insectos acuáticos, otras larvas de anuros). Estas condiciones
en el ambiente regulan, de manera más o menos directa, el comportamiento de estos organismos y su ritmo metabólico y
por lo tanto el ritmo al cual crecen.
Figura 1: Secciones transversales de la falange terminal del dedo 4 de dos especies de anuros. A. Pseudis paradoxa, macho
adulto con dos anillos de crecimiento. B. Chacophrys pierottii, hembra adulta con 3 anillos de crecimiento. Es notable la diferencia
en el ancho de los distintos anillos. El recuento de los anillos se hace desde el centro hacia la periferia, esto quiere decir que los
anillos externos son los más recientes.
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A
El ritmo metabólico y de crecimiento en la
mayoría de los anuros muestran marcada estacionalidad en relación a la variación en las
condiciones del medio, fluctúan entre períodos de intensa actividad metabólica que genera mucho crecimiento corporal cuando las
condiciones ambientales son óptimas. Por
el contrario, al disminuir las precipitaciones,
con temperaturas más bajas y una menor
disponibilidad de sitios para alimentarse, los
sapos y ranas entran en un período de letargo con un crecimiento prácticamente nulo. El
crecimiento estacional afecta todos los tejidos del organismo, pero particularmente en
el tejido óseo en donde la alternancia entre
los períodos de crecimiento activo e inactivo
se evidencia en los huesos largos del cuerpo (como las falanges que forman los dedos,
fémur que forma el muslo o tibio-fíbula que
forman la pierna). Dado que los huesos largos presentan una cavidad medular, la alternancia entre los períodos de crecimiento
activo e inactivo se observa como anillos
concéntricos a ésta cavidad de distinto grosor separados entre sí por una delgada línea;
los anillos más anchos evidencian crecimiento activo en donde hay deposición de tejido
óseo mientras que las delgadas líneas que
separan uno de otro marcan la detención de
éste crecimiento (Fig. 1). Una analogía de
este evento puede observarse también en
los árboles en los cuales si hacemos un corte
transversal en el tronco podemos contar la
cantidad de eventos de crecimiento del mismo (Cuadro 1).
La técnica de esqueletocronología (Kleinenberg y Smirina, 1969) es una técnica histológica a través de la cual en cortes transversales muy delgados de huesos largos
podemos diferenciar períodos de crecimiento
activo de aquellos donde el proceso de crecimiento es muy lento. A través del recuento de
los anillos de crecimiento se estima la edad
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Dendrocronología, determinación de
edad en árboles
De la misma manera que el tejido óseo de los animales muestra
un crecimiento anual cíclico en función de las condiciones climáticas externas, el tejido leñoso (es decir el que forma el tronco) de las especies vegetales arbóreas también presenta éste
comportamiento y la técnica desarrollada para el estudio de este
crecimiento se denomina “dendrocronología” (del latín dendro,
árbol; crono, tiempo; logia, estudio).
La estimación de edad de las especies leñosas sigue el mismo
principio que la técnica de esqueletocronología basándose en el
patrón de crecimiento de los anillos del tejido leñoso y en el recuento directo de éstos anillos. Se utilizan rodajas completas del
leño o se puede extraer mediante un taladro lo que se denomina
un testigo o tarugo. Los estudios de dendrocronología permiten
además analizar patrones espaciales y temporales de procesos
biológicos ya que el ancho de los anillos brinda información acerca de la respuesta en crecimiento de los árboles a una o más
variables ambientales (gran cantidad de precipitaciones, variación en las temperaturas, etc.). En la actualidad esta técnica es
utilizada para inferir características de los ambientes en tiempos
geológicos pasados.
En las fotografías se comparan dos leños de dos especies diferentes
con un diámetro similar para hacer comparativo el tamaño. Como
se puede observar en la figura las especies muestran una marcada
diferencia en el número y en el espesor de los anillos de crecimiento.
Esto puede implicar: tasas de crecimiento muy lentas versus tasas
de crecimiento altas; variación en las condiciones donde se desarrollan esta especies o; ambas situaciones a la vez.
A
de los individuos ya que se asume que cada anillo y su
respectiva línea de detención de crecimiento representan
un año en la vida del individuo (Fig. 1). Esta técnica ha
sido utilizada para estimar los períodos de crecimiento en
anuros y otros vertebrados desde hace aproximadamente
50 años.
En los anuros, para la aplicación de esta técnica se utilizan las falanges terminales de los dedos de las extremidades anteriores o posteriores. Estas muestras se obtienen a
partir de material preservado en las colecciones científicas
o por amputación de las mismas en individuos vivos, tomando las precauciones necesarias para que la amputación no afecte severamente al individuo en estudio. Este
procedimiento ha sido indicado como una técnica efectiva
y accesible en anuros y además permite en poblaciones
que son censadas regularmente o en años sucesivos la
identificación de individuos que ya habían sido capturados
previamente (el método de amputación de falanges sigue
un código numérico que permite una combinación única
para cada individuo y por ende registrar a ese individuo
como una recaptura; Hero, 1989). La recaptura de individuos permite obtener datos sobre su supervivencia y sobre
su tasa de crecimiento.
A continuación, y a modo de ejemplo, vamos a analizar ciertos aspectos de la biología de algunas especies
de anuros que habitan el chaco salteño, a partir de la estimación de su edad en estudios previos (Fabrezi y Quinzio, 2008) y de la información biológica que este dato nos
brinda.
La rana acuática Pseudis paradoxa y los escuerzos Chacophrys pierottii, Ceratophrys cranwelli, Lepidobatrachus
laevis y Lepidobatrachus llanensis representan cinco especies de anuros que comparten los mismos charcos de cría y
de alimentación en el chaco salteño (Fabrezi, 2011 Temas).
De una muestra al azar de 2 individuos adultos por especie
(para su elección se consideraron caracteres sexuales secundarios diferenciados) se obtuvieron los resultados graficados en la figura 2. A partir de estos vemos que hay clases
etarias representadas para algunas especies y para otras no.
Figura 2: Estimación de edad (en número de anillos de crecimiento) y tamaño asociado (en milímetros) en diferentes especies de
anuros que habitan charcos del chaco salteño. En el gráfico se observar como a partir de una muestra al azar de individuos existen
diferencias en las clases etarias representadas y variación intraespecífica e interespecífica de los tamaños adultos.
Temas BGNoa
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A
El sapo más viejo del mundo
Entre los numerosos estudios de esqueletocronología realizados en anuros de todo el mundo, se ha
descrito que el sapo común europeo (Bufo bufo) es
el más longevo con 36 y hasta 40 anillos de crecimiento (Hemelaar, 1986). Esta especie presenta
amplia distribución en Europa, principalmente en
bosques de coníferas y como todas las especies
de climas templados son activos y se reproducen
en los meses de primavera y verano e hibernan durante los meses fríos. A diferencia de los anuros de
ambientes con una marcada estación seca en donde los sitios de cría no están disponibles durante
todo el año, esta especie pone sus huevos en lagos, estanques, grandes charcos y arroyos permanentes con agua relativamente clara, sin embargo
son las temperaturas extremas del invierno las que
impiden su actividad (http://amphibiaweb.org/).
U.S. Geological Survey. [2013]
Si bien en las especies analizadas no se han descrito especimenes con más de 14 anillos de crecimiento seguramente el estudio de un mayor número de individuos con un mayor rango de tamaños corporales o el análisis
de especies que habitan otros ambientes y con diferentes rasgos de su biología revelará la existencia de especimenes más viejos y/o de especies más longevas. Aún así, comparando los datos aquí obtenidos con otros de
la literatura, Ceratophrys cranwelli con catorce anillos de crecimiento puede considerarse una especie longeva.
Sección transversal de la falange del dedo 4 de
Ceratophrys cranwelli con 11 anillos de crecimiento
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Ceratophrys cranwelli nuestra especie más longeva
A
Estos datos en una primera aproximación nos permiten interpretar la siguiente información biológica: 1) las especies
presentan diferente longevidad, es decir que hay especies
que viven menos años como Pseudis paradoxa, en donde
solo encontramos clases etarias de 2 y 3 años (o ciclos),
mientras otras son mucho más longevas con 11 o 14 anillos
de crecimiento como es el caso de Ceratophrys cranwelli;
2) Las diferentes especies presentan diferentes tamaños en
estadios adultos (la más pequeña representada por Chacophrys peirottii y la más grande por Lepidobatrachus laevis).
Esta variación interespecífica de los tamaños adultos está
sin duda dada por la variación no solo en la longevidad (si
viven más, crecen durante más tiempo) si no también por
tasas de crecimiento diferentes ya que los especimenes más
viejos en edad no son los más grandes en tamaño; 3) Las
tasas de crecimiento varían en una especie a lo largo de su
ciclo de vida, es decir que las tasas de crecimiento muestran
variación ontogenética (Fabrezi 2010, Tópicos). Por ejemplo
la rana Pseudis paradoxa tiene un desarrollo larval que dura
aproximadamente 6 meses, durante éste largo período el
renacuajo crece y alcanza gran tamaño al finalizar la metamorfosis, que sin embargo es menor que el que alcanzaría si creciera a la misma velocidad que el renacuajo de las
otras especies. Un aspecto interesante para destacar es en
el caso de Pseudis paradoxa donde la comparación entre el
tamaño corporal del espécimen metamórfico y los adultos de
2 y 3 años muestra que no hay una diferencia significativa
de tamaño aun cuando han transcurrido al menos 2 períodos
de crecimiento. Esto indica tasas de crecimiento postmeta-
mórfico muy bajas; y 4) El tamaño no siempre es indicador
de la edad. En algunas especies de anuros se ha generalizado que especimenes de mayor tamaño son más grandes
en edad (por ejemplo, Keltsch et al., 2001), sin embargo el
tamaño no siempre es un parámetro que pueda utilizarse
para indicar edad (mayo tamaño, mayor edad). Como se observa en el gráfico hay especies en las cuales especimenes
de menor tamaño presentan una mayor cantidad de anillos
de crecimiento como ocurre en Pseudis paradoxa y en Lepidobatrachus laevis.
Si bien esta muestra de individuos es muy pequeña y estudios más completos con una mayor cantidad de especimenes y de tamaños son necesarios para corroborar las interpretaciones anteriores, vemos que determinar la edad de un
individuo no solo nos permite inferir su longevidad. En una
muestra amplia, los datos esqueletocronológicos nos permiten reconocer a que edad aparecen los caracteres sexuales
secundarios, cuando los individuos dejan de ser reproductores, si hay diferencias en la alimentación en relación con la
edad, etc. Toda esta información es de suma importancia al
momento de analizar y comparar la biología de las especies
con el objeto de interpretar la evolución de sus ciclos de vida.
La capacidad de los anuros para regular estacionalmente
su ritmo metabólico permite la constancia de los procesos
fisiológicos (homeocinesis) en relación a los cambios en la
temperatura corporal. Aún cuando estos cambios son regulados en parte por componentes ambientales ocurren siempre
dentro de límites establecidos genéticamente.
Literatura citada y lecturas recomendadas
Fabrezi, M. 2010. Ontogenia y Filogenia. Tópicos sobre la Evolución. EUNSA, Universidad Nacional de Salta.
Fabrezi, M. 2011. Ciclos de vida en ranas del gran chaco. Temas de Biología y Geología del NOA. Vol.1, N° 2.
Fabrezi M, Quinzio S. 2008. Morphological evolution in Ceratophryinae frogs (Anura, Neobatrachia): the effects of heterochronic changes during larval development andmetamorphosis. Zoological Journal of the Linnean Society, 154: 752–780.
Fanjul, ML, Hiriart, M. 2008. Biología Funcional de los Animales I. Fanjul y Hiriart (editoras). 2da Edicón. México: Siglo XX.
Hero, J. M. 1989. A simple code for toe clipping anurans. Herpetological Review 20: 66-67. http://amphibiaweb.org/species/127
Keltsch, M., A.L. Martino y U. Sinsch. 20001. Estructura de edad y patrones de crecimiento en especies diploides y tetraploides del genero Odontophrynus (Anura: Leptodactylidae). Libro de resúmenes del IV Congreso Argentino de Herpetología.
Kleinenberg S.E. and E.M. Smirina. 1969. A contribution to the method of age determination in Amphibians. Zoologichesky
Zhurnal 48: 1090-1094.S
Temas BGNoa
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Artículos
¿Viviendo al límite?
Organismos extremófilos en aguas ácidas
de la Mina Pan de Azúcar, Jujuy
Jesica Murray * y Javier Goldberg *
* IBIGEO-CONICET. Museo Ciencias Naturales-UNSa
El espacio, la frontera final. Estos son los viajes de la nave espacial Enterprise. Su continua mision:
explorar extraños nuevos mundos, buscar nuevas formas de vida y nuevas civilizaciones, viajando temerariamente a donde nadie ha llegado antes. Esta famosa frase, era pronunciada por el capitán Kirk al inicio de cada episodio
de la serie de ciencia ficción 'Viaje a las Estrellas' (Star Trek) que narraba las aventuras de la tripulación de dicha nave en el siglo
XXIII. Buscar vida en otros planetas (actualmente estudiada por la exobiología) usualmente presupone que ésta debe seguir ciertos
parámetros que nosotros consideramos “normales” para la existencia de vida en la Tierra. Sin embargo, existen lugares en nuestro
planeta muy diferentes de los considerados “normales” los cuales están habitados por organismos que pueden vivir en ambientes
que anteriormente se suponían incapaces de sostener vida, dichos organismos son llamados extremófilos.
Un extremófilo (etimológicamente proviene de “extremus”, literalmente extremo, y “philia”, amor, amistad o afiliación) es un
microorganismo que es capaz de vivir, desarrollarse y prosperar en condiciones extremas, entendiéndose por tales aquellas que
son muy diferentes a las que viven la mayoría de las formas de vida en la Tierra (Rothschild, 2002). Estas condiciones pueden ser
extremos físicos (por ejemplo, muy altas o bajas temperaturas, enormes presiones o alta radiactividad) y geoquímicos (por ejemplo,
pH, salinidad, oxígeno).
Ahora bien, ¿quién o qué define a partir de qué umbral en uno de estos factores el ambiente es extremo y por lo tanto el organismo que lo habita es extremófilo? A primera vista se podría pensar que lo que determina a un extremófilo está basado en una
definición un tanto antropocéntrica, sin embargo, todos estos parámetros ambientales están en un continuo en la naturaleza y los
extremos, que hacen difícil la presencia de vida, representan los “ambientes extremos”. En este contexto, Oarga (2009) y Johnson
(2010) definen como ambientes normales a aquellos con temperaturas entre 4 y 40 °C, con valores de pH entre 5 y 8.51, la salinidad entre el agua dulce (<0.05%) y el agua de mar (3-5%) y una presión de 1 Bar, que es la presión media atmosférica sobre la
superficie de la tierra a la altura del nivel del mar. Por lo tanto, aquellos hábitats en nuestro planeta, en donde uno o más parámetros
difieren dramáticamente del escenario ideal, son llamados ambientes extremos y sus habitantes extremófilos.
La nave espacial Enterprise observa desde el espacio al tercer planeta del sistema solar, el Oficial científico
Spock, mira asombrado las diferentes formas de vidas que habitan nuestro planeta y tras un relevamiento
sobre las características de la vida se pregunta - como pudieron crecer alla?-. Existen alrededor de 1.75
millones de organismos en la Tierra y, probablemente, muchos millones mas que aun se desconocen.
Aparentemente, la mayoría de ellos vine en condiciones que los humanos llaman “normales” asevero
Spock. Esto es asombroso! Así que existen aun, formas de vida mas extranas? Y cuales son? Donde
se encuentran? Acaso los humanos viven allí?- Allí mismo decidio teletransportarse a la Tierra, y explorar
dichos ambientes, se trataba de una experiencia demasiado interesante como para dejarla pasar; ademas
confiaba en que su naturaleza mitad humana, iba a permitirle percibir lo que los humanos llamaban
“anormal”.
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1
El pH es un parámetro utilizado para expresar la acidez del agua, ya que tiene en cuenta la concentración de protones libres en la misma. La escala de pH va
de 1 a 14, agua con pH = 7 es neutra, por debajo de 7 es ácida y por arriba es básica. Su fórmula química es: pH = -Log (H+) y la forma más común de obtener
este valor es a través de mediciones en el agua con un instrumento de medición denominado peachímetro (Kirschbaum y Murray, 2011) .
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Artículos
Retomando la definición de ambientes normales para el desarrollo de la vida en nuestro planeta, cabe preguntarnos ahora
¿cuáles son entonces aquellos ambientes cuyas características se alejan de los parámetros normales o ideales y los
convierten en extremos? ¿Cuáles son los sitios extremos en
nuestro planeta que el Oficial Spock debería recorrer para responder a la curiosidad de los tripulantes del Enterprise?
-Me encuentro bien mi Capitan, he solicitado ser teletransportado a un sitio “normal”, tenemos una temperatura ambiente de 25°C, estamos a unos pocos
metros sobre el nivel del mar y me encuentro cerca
de la costa, los ríos que llegan tienen agua que los
humanos y muchos animales pueden beber. Hay muchos peces, animales, la vegetacion es abundante.
Ahora a visitar sitios extremos!!!
Así, Spock se teletransportó a centros geotermales (Salado
Paz, 2012; Monasterio de Gonzo et al., 2011) donde el agua
termal proveniente de las fisuras de la tierra alcanza temperaturas muy elevadas que llegan hasta los 400°C, visito sitios
como el parque nacional Yellowstone en Estados Unidos y varias en Argentina, como las termas de Incachule en la Puna
Salteña y otras ubicadas a menores altitudes como las de
Caviahue próximas al Volcán Copahue en Neuquén. Recorrió
sitios tan helados como glaciares de alta montaña, la mismísima Antártida y el polo Norte. También realizó excursiones en
el océano profundo hasta llegar a las fumarolas submarinas
donde no llega la luz del sol y no sólo la presión por la masa
del agua del océano era extremadamente alta sino también
la temperatura y concentración de sales y metales del agua
que circula por las dorsales centro-oceánicas. Realizó paseos
por el continente asiático donde visitó el Mar Muerto, 11 veces
más salado que el agua del mar. Continuó su recorrido por
ambientes donde el agua poseía valores de pH muy bajos producto de la interacción de minerales metalíferos con el agua
como el Río Tinto en España y una pequeña laguna ácida en
la Puna Jujeña que se encuentra en la Mina Pan de Azúcar.
El científico Spock pudo, durante su recorrido por
los distintos ambientes extremos de la tierra, identificar a los distintos organismos capaces de tolerar
las condiciones adversas de temperatura, presion,
acidez y salinidad entre otras…así pudo recabar suficiente informacion.
La mayoría de los extremófilos conocidos son unicelulares,
siendo en gran parte miembros de los dominios Arquea y
Bacteria. Sin embargo, organismos de los tres dominios de
la vida (Archaea, Eubacteria y Eucariota2) se encuentran en
condiciones extremas. Varios ejemplos de peces de ambientes extremos continentales en Argentina han sido reportados
por Monasterio de Gonzo et al. (2011). Resulta importante e
interesante destacar que las enzimas3 de los extremófilos,
denominadas extremo-enzimas, funcionan como catalizadores de reacciones químicas en condiciones que las enzimas
comunes del resto de los seres vivos no lo harían. Esto trae
aparejado también un gran potencial en cuanto a la aplicación tecnológica-productiva que se ha descubierto para los
microorganismos como el descubrimiento de nuevos antibióticos, procesos químicos industriales y tareas de biorremediación y biominería (en el primero algunas especies de bacterias
son utilizadas para inmovilizar metales pesados generando el
proceso inverso al de la formación de drenaje ácido de minas y
liberación de metales en el medio; mientras que en el segundo
las bacterias aceleran el proceso de lixiviación y liberación de
metales de las rocas) (Johnson & Hallberg, 2005).
De los organismos extremófilos descritos hasta el momento
se hará referencia a los acidófilos ya que son de principal interés en esta nota (Fig. 1). Se trata de microorganismos que
Figura 1: Representación caricaturesca (y antropomorfa) de un
organismo unicelular acidófilo. La extremofilia de un organismo
indica que éste puede vivir y desarrollarse bajo condiciones
donde la mayoría de los seres vivos no pueden hacerlo.
2
Tres grandes dominios en los que se divide la diversidad de la vida en la tierra. Este sistema, basado en las características de las células, propone que una
célula antepasada común (progenote) dio lugar a tres tipos diferente de célula y cada una representaría un dominio. Archaea incluye a los usualmente denominados microbios, Bacteria a las bacterias y Eucariota al resto de los organismos vivos: plantas, hongos y animales.
3
Las enzimas son proteínas que controlan, facilitan y agilizan todas las reacciones químicas que ocurren en las células.
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toleran valores de pH bajos y que a su vez requieren ambientes extremadamente ácidos para desarrollar su metabolismo. Según
Johnson (2010), aquellos microorganismos cuyo óptimo desarrollo se produce a pH entre 3-5 se denominan moderados-acidófilos,
mientras que los que pueden tolerar pH inferior a 3 son llamados extremo-acidófilos. Los sitios donde se encuentran son extremadamente ácidos, como los campos sulfatados de las áreas geotermales (aguas termales ácidas con altos contenidos de sulfatos,
suelos y barros termales ácidos) y sitios impactados por la actividad minera de extracción de metales y de carbón. En estos últimos,
la fuente de acidez proviene de la oxidación de los minerales que contienen metales y azufre, denominados sulfuros (FeS2 sulfuro
de hierro o pirita, ZnS sulfuro de zinc o esfalerita, PbS sulfuro de plomo o galena, FeCuS2 sulfuro de hierro y cobre o calcopirita), de
ellos el principal responsable de la generación de acidez es la pirita, ya que al oxidarse, libera protones y disminuye el pH en el agua.
Los minerales metálicos y la pirita se encuentran estables bajo la superficie de la tierra, pero al ser extraídos en el proceso minero
y pasar a estar en contacto con la atmósfera, el oxígeno y el agua oxidan y disuelven estos minerales; en el proceso se liberan
protones que incrementan el grado de acidez del medio (Kirschbaum y Murray, 2011).
Además del proceso físico químico de la interacción con agua y el oxígeno con los minerales, ocurre que en estos medios se ve
favorecida la presencia de microorganismos acidófilos como Leptospirillum, Acidithiobacillus y Sulfobacillus (Fig. 2). Se trata de
bacterias que obtienen energía fundamentalmente a partir de la oxidación del hierro contenido de los minerales metálicos. Estos
microorganismos descomponen los minerales y colaboran con la disminución del pH ya que durante su metabolismo oxidan el hierro contenido en los sulfuros el que luego reacciona con el agua para formar complejos minerales y libera protones disminuyendo
el pH y favoreciendo el medio ácido y su medio de vida (Johnson, 2009).
Figura 2: Imágenes de microscopio electrónico. a)- Bacterias de Acidithiobacillus Thiooxidans sobre grano de pirita b)- Grano de pirita luego
de ser atacado en laboratorio durante cinco meses por microorganismos. Gentileza del Dr. Edgardo Donati, Universidad Nacional de La
Plata. (Tomado de Kirschbaum y Murray, 2011).
Un ejemplo de lo anteriormente descrito ocurre en el altiplano de la Provincia de Jujuy, Argentina, a una altura de aproximadamente 3600 msnm donde se encuentra la mina Pan de Azúcar. Aquí se extraían minerales para obtener metales como plomo,
plata y cinc y dejó de explotarse hace ya más de 20 años. En la actualidad puede observarse la formación de aguas ácidas
producto de la interacción de los desechos mineros ricos en pirita con el agua de lluvia y oxígeno atmosférico (Fig. 3a). En un
sector de la mina el drenaje ácido se acumula dando lugar a la formación de una laguna cuyas dimensiones varían siendo de
mayor tamaño en estación húmeda de verano y disminuyendo en estación seca de invierno producto de filtraciones y evaporación. El pH y la concentración de metales varían estacionalmente con un valor de 2 para estación seca y 3.7 para estación
húmeda, los principales metales disueltos son hierro, cinc, cobre, arsénico y plomo, entre otros.
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Durante el período 2011 se observó la presencia de macroinvertebrados tanto sobre como por debajo de la superficie del agua de la laguna (Fig. 3b-e). Estos insectos
pertenecen a los Órdenes Hemíptera y Coleóptera, vulgarmente conocidos como chinches y escarabajos, respectivamente. Más precisamente se los ubica en las familias
Coríxidae, posiblemente del género Sigara (Hemiptera) y
Dytiscidae (Coleóptera). A simple vista, el fondo de la laguna aparece desnudo de toda vegetación y no se observaron otros organismos desarrollándose en él. Sin embargo,
un estudio más detallado del agua permitiría determinar la
presencia de bacterias que no puedan ser observados a
simple vista y que implicaría la posible presencia de otros
organismos extremófilos en este sitio en particular. Este
lugar, con valores de pH bajos representa tanto un sitio
ideal para estudiar organismos extremófilos como para
comprender el posible impacto del drenaje ácido en la calidad del agua y del ecosistema. Descubrir nuevas especies
en ambientes tan extremos (extremos desde nuestro punto
de vista) no sólo conlleva el hecho de la descripción per se
sino de la posibilidad de descubrir nuevas especies y que
puedan ser utilizadas como bioindicadores o para desarrollar estrategias de biorremediación o biominería en el caso
de los microorganismos.
Varios estudios han demostrado una fuerte relación entre
la acidez del agua y la precencia de macroinvertebrados.
Insectos de los órdenes Coleóptera y Hemíptera fueron encontrados también en arroyos ácidos de mina en Pensilvania (EE.UU.) cuyos valores de pH varían entre 3 y 4,7. Los
estudios llevados a cabo en estos sitios indican que estos
insectos son los más resistentes al estrés producido por el
drenaje ácido (Roback and Richardson, 1969). En nuestro
país, se describió la presencia de Dípteros quironómidos
en aguas con un pH=3 en la cuenca del Río Andalgalá y
de algunas especies de coleópteros y hemípteros en el
arroyo ácido (pH=4,5) de la mina de oro La Carolina en la
Provincia de San Luis que se encuentra fuera de actividad
desde hace ya varios años (Grosso et al., 2009; Trípole et
al., 2009). A diferencia de las características mencionadas
en estos trabajos, la presencia de Coleópteros y Hemípteros en la mina Pan de Azúcar se registra a valores de pH
mucho más bajos.
Los macroinvertebrados, que comprenden una amplia
variedad de grupos de insectos, tienen gran importancia
dentro de la cadena trófica en los ríos y arroyos ya que
en general conforman parte del alimento de los peces.
Además son indicadores de las condiciones ambientales;
su estudio ofrece un diagnóstico a largo plazo acerca del
estado ambiental de los ríos y arroyos lo cual no puede ser
obtenida únicamente a través de los análisis químicos de
la calidad del agua que otorgan un diagnóstico inmediato
(Domínguez y Fernández, 1998; Trípole et al., 2009).
La presencia de organismos en aguas ácidas, en este caso
del drenaje ácido de la mina Pan de Azúcar, no indica que
dicha agua sea apta para consumo o que no perjudique al
ambiente. Por las características del medio, bajo pH y elevados niveles de metales disueltos, por encima de los límites para distintos tipos de usos del agua, dichos organismos sólo indican que existen formas vida que son capaces
de soportar condiciones ambientales extremas y que han
podido adaptarse o permanecer al menos por un período
de varios meses en el agua ácida de la laguna. Surgen
así innumerables preguntas en relación a la biología de
estos insectos, preguntas que exceden esta nota pero que
quedan aún por resolver y que hacen a la gran diversidad
de formas que habitan nuestro planeta: 1) ¿son los únicos
organismos que habitan esta laguna?; 2) ¿todo el ciclo de
vida de estos insectos ocurre en este sitio? o ¿existe algún
tipo de migración durante el desarrollo?; 3) ¿qué pasa si la
laguna se seca?, ¿poseen alguna resistencia a la sequía
además de ser acidófilos y metalo-resistentes? de ser así
implicaría un caso muy interesante de organismos poliextremófilos; 4) la literatura indica que ambos insectos son
carnívoros, entonces, ¿Existe canibalismo? ¿De qué se
alimentan? ¿Cuál es el rol de estos insectos y su posición
en la cadena trófica? 5) ¿Acumulan alguno de los metales
disueltos en el agua de la laguna?
En síntesis, la presencia de estos organismos en condiciones
de bajo pH y alta concentración de metales refleja la capacidad de estos organismos de habitar un sitio con condiciones
tan extremas donde la riqueza de especies aparentemente es
baja. Por otro lado, innumerables preguntas relacionadas a la
biología de estos insectos quedan aún por responder y podrían ser motivo de futuras investigaciones.
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Figura 2: a) Drenaje ácido de minas, pH= 2.08, el color del agua rojizo es característico, se debe a la presencia de hierro disuelto proveniente de
los sulfuros de hierro oxidados. b) Insectos del Orden Hemiptera, Familia Corixidae, mejor conocidas como chinches o mulitas del agua. Una de
las características de estos insectos es su habilidad tanto para caminar sobre la superficie del agua como para nadar. c) Detalle de un individuo.
d) Insecto del Orden Coleoptera, Familia Dytiscidae, conocidos como escarabajos buceadores, en el agua ácida. e) detalle de un individuo.
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Agradecimientos
Los autores agradecen a Axel Bachmann y a Verónica Manzo por su aporte en el reconocimiento de los insectos y a los
revisores por los aportes realizados para la mejora de la nota.
Literatura citada y recomendada
Domínguez, E.; Fernández, H. R. 1998. Calidad de los ríos de la Cuenca del Salí (Tucumán, Argentina) medida por un índice biótico. Serie Conservación de la Nautraleza 12. 40 pp.
Johnson, D.B.; Hallberg, K.B. 2005. Acid mine drainage remediation options: a review. Science of the Total Environment 338: 3–14
Johnson, B. 2010. Habitats and characteristics of extremophilic microorganisms. Géosciences 11: 72-81.
Johnson, D. B. 2009. Extremophiles: Acidic Environments. Encyclopedia of Microbiology. (Moselio Schaechter, Editor), pp. 107-126
Oxford: Elsevier.
Kirschbaum, A. M.; Murray, J. 2011. Mineria y aguas acidas: contaminación y prevención. Temas de Biología y Geología del NOA 1: 40–51.
Monasterio de Gonzo, G.; Martínez, V.; Fernández, L. 2011. Peces de ambientes extremos del Noroeste argentino. Temas de Biología y Geología del NOA 1: 129–139.
Oarga, A. 2009. Life in extreme environments. Revista de Biologia e Ciências da Terra 9: 1-10.
Roback, S. S.; Richardson, J. W. 1969. The Effect of Acid Mine Drainage on Aquatic Insects. Proccedings of The Academy of Natural Science of Philadelphia 121: 81-107.
Rothschild, L. 2002. Life in Extreme Environments. Ad Astra 14: 32-41.
Salado Paz, N. 2012. Ambientes termales: evidencias de actividad biológica en sistemas termales fósiles (vetas epitermales) y
actuales en la laguna Incachule, Puna Salteña. Temas de Biología y Geología del NOA 2: 54-63.
Tripole, S.; Vallania, E. A.; Corigliano, M. C. 2008. Benthic macroinvertebrate tolerance to water acidity in the Grande river sub-basin
(San Luis, Argentina) Limnetica 27: 29-38.
Sitios web recomendados:
http://www.ciencia.nasa.gov/
http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2013/02/05/extremofilos-las-verdaderas-cucarachas/
Astrobiología:
https://cab.inta-csic.es/es/inicio
http://www.iac.es/gabinete/difus/ciencia/annia/astrobio.htm
Temas BGNoa
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Artículos
¿Qué es el campo de Higgs?
Héctor Vucetich*
* Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de la Plata
1. Introducción
Desde la antigüedad, los hombres se han preocupado por comprender cómo está estructurada la materia que nos forma: ¿de
qué estamos hechos los seres humanos, las rocas y las casas que nos rodean, las plantas, los animales y el mar?
Los filósofos presocráticos (los más parecidos al pensamiento moderno) trataron de dar respuestas racionales al problema.
Tales supuso que era agua, que se transformaba por algún mecanismo en otras sustancias, Anaxímenes, el aire y Anaximadro, el
áperion: una sustancia ilimitada, que era el origen de todas las formas de materia.
Pero fueron los atomistas, Leucipo y Demócrito, quienes propusieron que la materia estaba formada por corpúsculos pequeños,
los átomos, todos formados por la misma sustancia pero que diferían en forma, tamaño y posición. Esta hipótesis, difundida por la
filosofía de Epicuro y su discípulo Lucrecio, es muy similar a la moderna teoría atómica.
Figura 1: Leucipo y Demócrito: los creadores del atomismo. Fuente: Wikipedia
Esta última, inspirada en el atomismo griego pero guiada por el conocimiento de la química, fue propuesta por Dalton y desarrollada durante el siglo XIX. Como durante el siglo XVIII se habían encontrado numerosos elementos químicos, Dalton imaginó
átomos para cada uno de ellos. Éstos, además de forma, tamaño (no especificados) y posición, poseían propiedades químicas y
reglas fijas de composición que explicaban las leyes conocidas de la Química. Los desarrollos posteriores mostraron que también
se podían explicar las leyes de los gases y la estructura de los sólidos.
Pero hacia fines del siglo XIX se descubrió que los átomos no eran “indivisibles” (ése es el significado de la palabra) sino que
estaban a su vez constituidos por otras formas de materia llamadas las partículas elementales. Durante el transcurso del siglo XX
se investigó la naturaleza de las mismas y se establecieron las leyes naturales que las rigen. En ese punto comienza nuestro relato.
20
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Artículos
2. Las partículas elementales
2.1 Campos y partículas
Ante todo, aclaremos que existen dos concepciones
distintas acerca de las “partículas elementales”. En la primera, se considera que ellas son las formas fundamentales de la materia. En la segunda, se considera que existen
otros objetos fundamentales: los campos de materia cuyas excitaciones elementales son las partículas elementales. En la primera concepción, los campos se consideran
cantidades auxiliares, útiles para el cálculo, pero sin contraparte en la naturaleza. Aclaremos que la diferencia entre ambas es sólo filosófica: las ecuaciones y predicciones
físicas de ambas concepciones son idénticas.
Figura 2: Campo y partícula. Fuente: Wikipedia/Water
Una comparación puede aclarar las cosas: imaginemos un estanque (o una palangana con agua). Podemos describir el estado
del agua como una distribución continua del material: no hay saltos ni discontinuidades en la misma.Estamos describiendo en agua
como un campo.
Pero si se arroja un pequeño objeto en el agua se desprenden gotas: éstas son semejantes a las partículas elementales, pues
son excitaciones (porciones en movimiento) del campo.
En la primera concepción (las partículas son los objetos básicos) el estanque se considera un conglomerado de gotas y son
éstas las que le dan forma. Como es costumbre en física, hablaremos de “partículas” aunque haya que pensar en “campos”.
2.2. Los “campos de materia”
Comenzaremos estudiando a las “partículas” que forman
los átomos, los electrones y sus parientes. La tabla muestra
las características más importantes de las mismas.
Lo característico de estas partículas es que se agrupan en
tres “familias”, formadas por dos leptones (de color verde en
la figura 3) y dos quarks (de color violeta). Examinemos la primera familia, cuyos integrantes forman los átomos. Los quarks
u y d forman los nucleones (protones y neutrones), que a su
vez forman el núcleo del átomo. Los quarks están confinados
dentro de los nucleones y no pueden escaparse. Los electrones forman la atmósfera del átomo: dan vueltas alrededor del
núcleo como los planetas alrededor del Sol. La parte más externa de esa atmósfera, los electrones de valencia, es la que
produce las uniones químicas. Dos átomos cercanos pueden
intercambiar electrones y en el proceso quedan unidos.
Figura 3: Los constituyentes fundamentales de la materia. Fuente: Wikipedia/Quark
Finalmente, los neutrinos son las partículas más raras de la
familia: sólo interactúan débilmente con el resto de la materia,
tanto que podrían atravesar una pared de plomo de un año-
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A
Figura 4: Esquema de un átomo de Helio, mostrando la estructura. Fuente: Wikipedia/Atom
luz de espesor sin ser detenidos. De hecho, los neutrinos se
emiten copiosamente en el interior del Sol por las reacciones
nucleares que producen la energía solar, y algo así como diez
billones de neutrinos por segundo atraviesan cada centímetro
cuadrado de nuestras personas sin causar daños. Para detectarlos es necesario realizar costosos experimentos en laboratorios subterráneos para evitar que sus escasas reacciones
con la materia sean enmascaradas con las que producen otras
partículas menos abundantes pero más activas.
2.3 Bosones y fermiones
Hagamos una pausa para explicar dos nociones muy importantes: la de bosones y fermiones.
Los fermiones son partículas elementales individualistas:
les gusta estar solos y tienen una tendencia a mantenerse
apartados los unos de los otros. Con más precisión: dos fermiones no pueden tener el mismo estado, un enunciado que
se conoce como el principio de exclusión de Pauli. Es esta
propiedad la que en buena parte es responsable de la impenetrabilidad de la materia: los electrones son fermiones, así
como todas las partículas de las columnas I, II y III de la figura
3 y cuando dos cuerpos se ponen en contacto tratan de rechazarse entre sí.
Los bosones, en cambio, son partículas elementales gregarias: les gusta agruparse y proceder en grupo. Todas las
partículas elementales de la cuarta columna de la figura 3 son
22
Vol. 3, Núm. 1, Abril 2013
bosones. La tendencia a agrupase de los bosones se manifiesta como tendencia a ponerse en el mismo estado, una
propiedad que se aprovecha en el láser: en este último aparato hay átomos excitados listos para emitir fotones que no se
deciden a hacerlo. Pero cuando se pone dentro del aparato
un fotón “semilla”, los átomos emiten cada uno un fotón de
las mismas características que la semilla, resultando así una
radiación intensa y coherente característica.
2.4 Las interacciones
Los fermiones constituyen los ladrillos con que se forman
los átomos, pero deben unirse con una argamasa: las interacciones fundamentales entre las partículas, que las mantienen
unidas y le dan estabilidad a la materia.
Se conocen cuatro interacciones fundamentales, indicadas
en la tabla 1. Están ordenadas por intensidad decreciente. las
correspondientes partículas elementales, los bosones intermediarios, son bosones (¡obviamente! ).
Las interacciones fuertes mantienen a los quarks confinados dentro de los nucleones. También generan las fuerzas que
mantienen a los nucleones pegoteados dentro del núcleo. De
esta manera se consigue una estabilidad relativa de la estructura nuclear.
Las interacciones electromagnéticas, las segundas en
intensidad, son responsables de la estructura de la materia
A
“normal”: moléculas, rocas, bacterias, líquidos, gases… Las
fuerzas fundamentales son los campos eléctricos y magnéticos, domados y dirigidos por la plasticidad de la “atmósfera
electrónica” de los átomos. Las uniones químicas, las corrientes eléctricas, la piedra imán, la estructura de las proteínas…
todas las propiedades de la materia están afectadas, cuando
no producidas, por los campos electromagnéticos.
Tipo
Intermediario
Símbolo
Fuerte
Gluón
g
Electromagnética
Fotón
γ
Débil
Mesones intermediarios
W,Z
Gravitatoria
Gravitón
—
Finalmente, las interacciones débiles son responsables
Tabla 1: Las interacciones fundamentales
de la desintegración radiactiva de muchos núcleos atómicos.
Como ya dijimos, la luz solar se origina en reacciones nucleares que ocurren cerca del centro del Sol. La principal de esas reacciones, la reacción p−p, de produce por la acción de las interacciones débiles durante los choques entre protones. Muy de vez en
cuando, durante uno de esos choques, un protón se transforma en neutrón (una reacción débil) y en ese proceso se libera energía
en la forma de un fotón y un neutrino. Este último se escapa mientras que el fotón, después de vagabundear durante diez mil años
en el interior del Sol, llega a la superficie transformado en luz visible que mantiene tibio a nuestro planeta.
¿Qué diremos de las interacciones gravitatorias? Estas últimas se mantienen orgullosamente aparte de las demás. Aunque muy
débiles, son acumulativas y sus efectos son intensos en presencia de masas muy grandes, tales como la Tierra, la Luna o el Sol.
Esta “aristocracia” entre las interacciones tiene hasta su propia teoría: la Relatividad General de Einstein, por ahora completamente
separada de el Modelo Estándar que estamos esbozando.
2.5 El campo de Higgs
Finalmente, el director general de toda esta estructura es un extraño individuo que coordina tanto las masas de las partículas
elementales como la intensidad de sus interacciones. Se trata del campo de Higgs, cuya detección en el año pasado motivó la
redacción de esta nota.
El campo de Higgs es un objeto muy extraño. Su origen es oscuro y sus procedimientos para regular a las partículas parecen arbitrarios. Mientras que los campos “normales”, como el campo electromagnético, cuando están en reposo desaparecen, el campo de Higgs
no desaparece sino que toma un valor finito (el valor medio de vacío) que mantiene a las demás partículas elementales en tensión.
Esa tensión puede explicarse con otra comparación. Si usted
está corriendo en un parque con un estanque, le conviene correr
alrededor del estanque. Si se mete en este último, fácilmente
notará que no puede correr: sólo caminar con bastante lentitud. Mientras corre por el sendero que rodea al estanque, usted
necesita apartar el aire para avanzar y eso se hace fácilmente,
pero si se mueve en el agua tiene que apartarla y eso es mucho
más difícil. Un hombre de 80 kg sumergido hasta el cuello debe
apartar unos 80 kg de agua para dar un paso, mientras que en el
aire sólo debe apartar unos 80 mg. La presencia del agua hace
que la resistencia al movimiento aumente un millón de veces.
La presencia del campo de Higgs actúa como el agua: aumenta la resistencia a cambiar el estado de reposo o movimiento y la cantidad que mide esa resistencia es la masa del cuerpo.
En las partículas elementales, es el campo de Higgs quien produce la masa.
Figura 5: Estructura de quarks del protón. Fuente: Wikipedia/Quark
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2.6 El origen de la masa
Aclaremos que aunque el campo de Higgs produce las masas de las partículas elementales no produce toda la masa
de los cuerpos compuestos. En efecto, la famosa ecuación de
Einstein
E=mc2
(1)
afirma que toda forma de energía almacenada en un
cuerpo contribuye a su masa. Por eso, además de la masa
de las partículas elementales hay otras contribuciones
muy importantes a la masa de un cuerpo. El caso extremo
son los protones y neutrones, cuya masa se debe casi toda
al esfuerzo que hacen los gluones para que los quarks no
se escapen.
Por ejemplo, dentro de un protón hay dos quarks u y
un quark d, que están atados entre sí por varios gluones.
Los quarks tratan desesperadamente de escapar y como
resultado se mueven un trecho muy pequeño hasta que los
gluones “tensan sus músculos” y los detienen. Este juego
de correr y frenar, tensar y relajar, involucra una enorme
energía que produce una masa gigantesca. La masa de
un quark u es unas 5 veces mayor que la del electrón, la
de un quark d unas diez veces mayor, ¡pero la masa del
protón es dos mil veces mayor! Todo ese exceso de masa
proviene de la energía empleada en la lucha entre quarks
y gluones.
Ahora bien, hay razones teóricas para rechazar la existencia de un campo “tipo Higgs”, ya que su presencia introduce
serias dificultades en la matemática de la teoría. Y, como es
de esperar, hace muchos años que se investigan variantes del
Modelo Estándar que no tengan tales dificultades. Como la
presencia del campo de Higgs es notoriamente difícil de confirmar, se planearon durante años experimentos destinados a
confirmar la presencia de “gotas” del campo de Higgs. Esas
gotas se llaman el bosón de Higgs1.
3.1 El bosón de Higgs
Ya dijimos que el campo de Higgs genera las masas de
todas las partículas elementales…incluyendo la del bosón de
Higgs. Pero no es posible calcular el valor de la misma ni aún a
partir de los datos observacionales obtenidos de otras partículas elementales porque el campo de Higgs actúa como un jefe
orgulloso y distante, que produce las masas de sus subordinados (les indica qué trabajo hacer) pero no se digna a convivir
con ellos y les oculta totalmente sus intimidades.
3.2 El LHC
3 El descubrimiento del Bosón
de Higgs
¿Como es posible “descubrir” un objeto cuya existencia
haya sido predicha por una teoría bien confirmada por el
experimento? Lo que ocurre es que aunque una teoría
haya sido “confirmada” por el experimento no necesariamente es “verdadera”.
Una teoría se confirma si predice que determinado hecho va a ocurrir bajo ciertas circunstancias y ese hecho
ocurre en esas circunstancias. La teoría se refuta si el hecho no ocurre. Finalmente, mencionemos que una teoría es
viable si ha sido confirmada y es consistente con el resto de
la ciencia confirmada.
1
24
O también mesón de Higgs.
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Figura 6: El túnel del LHC. Fuente: http://home.web.cern.ch
Para obtener noticias de estas intimidades (que no van a
aparecer en un programa de “chimentos” por TV) es necesario
observar un bosón de Higgs, que como es una gotita del campo, no sólo las conoce sino que las publica.
A
Pero producir un mesón de Higgs es difícil y mucho más
aún, detectarlo. Para producirlo es necesario hacer chocar dos protones de frente, de manera que exploten por
la colisión y produzcan una “bola de fuego” gigantesca. La
bola de fuego se enfría emitiendo toda clase de partículas
elementales y entre ellas puede haber algunos bosones de
Higgs2.
Para producir muchos choques poderosos, con inmensas bolas de fuego, lo mejor es hacer lo que no se debe
hacer en una carrera de autos: usar dos pistas casi circulares, que se crucen en varios puntos, y no poner semáforos
en los cruces. Y además, que los autos que corren por una
pista lo hagan en un sentido opuesto a los que corren por
la otra, de manera de cuando choquen lo hagan de frente. Esa es la idea detrás del acelerador de partículas más
grande de la Tierra: el Large Hadron Collider conocido por
su sigla LHC.
En este acelerador, las dos pistas corren en un túnel de
27 km de largo y a 175 m de profundidad, rodeadas de
poderosísimos campos electromagnéticos que dirigen y
aceleran a los protones. En cada uno de los cruces hay
espectadores esperando los choques, entre ellos los experimentos ATLAS y CMS, que miden las mismas cantidades pero usando técnicas distintas para prevenir que los
errores sistemáticos3 alcen su fea cabeza e invaliden los
resultados.
3.3 La firma del bosón de Higgs
Si usted necesita hacer algún trámite, debe firmar algún
documento tanto en la administración pública como en la
privada. De la misma manera, si en alguno de los choques
se ha producido un bosón de Higgs es necesario que aparezca entre los productos de la explosión alguna característica que diga “Yo soy el bosón de Higgs y estuve aquí”.
Puesto que en cada choque se producen muchísimas
partículas de todas clases, la firma debe ser muy clara y
2
3
4
difícil de imitar. Los experimentos ATLAS y CMS se concentraron en dos firmas muy características: el bosón de Higgs
puede desintegrarse emitiendo dos fotones (firma γ−γ) o
cuatro leptones (firma dorada 4L), que son tan adecuadas
como es posible para identificarlo.
El 4 de julio de 2012 el CERN anunció el descubrimiento
de una partícula elemental con características similares a
las del bosón de Higgs. Lo que había parecido casi imposible había comenzado a realizarse.
3.4 La filiación
Además de una buena firma, la identificación de una persona requiere otras características: sus impresiones digitales, color de ojos, sexo o estatura. Lo que falta todavía hacer es ver si la filiación del bosón descubierto en el CERN
tiene efectivamente las características del bosón de Higgs
que predice el Modelo Estándar. Aunque los resultados preliminares parecen confirmar que se trata de un bosón de
Higgs, falta mucho trabajo para llegar a afirmarlo. La determinación de esas propiedades es mucho más delicada
que la simple presencia de la partícula y pueden transcurrir
años antes de lograrlo.
4 Conclusión
Desde Leucipo y Demócrito, los hombres han intentado
esclarecer la estructura de la materia que nos forma. El
descubrimiento del bosón de Higgs (si se confirma) cerró
(cerrará) una etapa de dos mil quinientos años de investigación en el tema y, en cierto modo, aclaró el misterio
de la materia, pues no existe ningún tema investigado en
el laboratorio que no pueda explicarse usando el Modelo
Estándar4.
Esperemos, entonces, que las próximas investigaciones
no sólo confirmen la existencia del bosón de Higgs sino que
también abran nueva puerta para investigar otros aspectos
de mundo en que vivimos.
Muy pocos, en realidad. En promedio, se produce un bosón de Higgs por cada mil millones de colisiones protón-protón. Es verdaderamente una partícula
de “muy bajo perfil”.
Los errores sistemáticos son fallas en el diseño de un experimento o de uno de los instrumentos. Son recónditos y perversos: muchos de ellos han perseverado en arruinar bellas mediciones delicadas durante décadas.
Por el momento, sólo los datos astronómicos y cosmológicos (y algún experimento inspirado por ellos) indican que el Modelo Estándar está incompleto.
Temas BGNoa
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Temas de Biología y Geología del Noa
Correo de Lectores
La Sección Correo de Lectores de Temas de Biología y Geología del Noa es un espacio que nos permitirá interactuar con nuestra
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Novedades
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Asociación Herpetológica Argentina
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Impreso consultar en [email protected]
La Asociación Herpetológica Argentina en conjunto con el Centro Nacional Patagónico (CENPAT-CONICET) y
la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco (UNPSJB) organizan el XIV Congreso Argentino de
Herpetología que se desarrollará en la ciudad de Puerto Madryn entre los días 17 y 20 de Septiembre de 2013.
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Temas de Biología y Geología del Noa
Guía para autores y Proceso editorial
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